甲烷在页岩中的吸附同时受页岩本体物理性质和外部储存条件的综合影响,为了建立考虑多种因素影响的页岩气吸附模型,以川东南五峰组-龙马溪组页岩为例,开展了不同总有机碳含量(TOC)的页岩在多个不同温度、不同含水率下对甲烷的吸附实验,并采用Langmuir吸附模型对吸附数据进行了拟合,分析了饱和吸附量及Langmuir压力分别与温度、TOC及含水率的定量关系,最终建立了考虑温度、压力、TOC及含水率综合影响的多因素页岩气吸附模型,并通过与实测吸附数据对比验证了该模型的准确性。结果表明:Langmuir模型能很好的拟合五峰组-龙马溪组页岩在不同特定条件下的吸附数据,拟合精度较高,决定系数R2介于0.9728-0.9982。饱和吸附量与TOC呈正线性相关,与温度及含水率呈负线性相关。Langmuir压力与TOC呈负线性相关,与温度及含水率呈正线性相关。30℃下TOC为4.17%的页岩干样吸附量比TOC为2.95%的页岩干样吸附量高约39%。当温度由30℃增高至80℃时,TOC为4.17%的页岩干样其饱和吸附量降低约30.6%。对于TOC为3.66%的含水页岩,当含水率由0增加至4.2%时,30℃和60℃下页岩气的饱和吸附量分别降低了23.1%和11.4%。基于Langmuir模型建立的考虑多因素的吸附模型能准确的计算不同TOC、不同温度及不同含水情况下的页岩气吸附量。经与两组实测吸附数据对比验证,整个实验压力范围内的相对误差均小于6%,平均误差分别为3.67%和2.48%。经采用其他文献中不同物性的页岩吸附数据验证,表明多因素吸附模型对不同页岩有很好的适用性。
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